做离心运动的物体(合外力不足以提供向心力)线速度怎么样变化?
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我举下面这个物理情景。
一个球在一个光滑的平面上,中间有个孔,一条穿过小孔连着小球和砝码,小球做匀速圆周运动,现在减少砝码。因为只是减小了砝码重量,由于向心力不够,球会做离心运动,就意味着要将剩下的砝码拉上去,会增加砝码的重力势能和动能,由能量守恒知这部分能量来自球,球只能从动能中转化而来,就会减速。
实际上就是看绳子对球作的是正功还是负功就行了:半径在增大,而拉力是指向圆心的,就是说绳子对球作负功,球动能减小。
线速度一开始会减小,就是做离心运动,绳子要对球作负功,减小了球的动能,这是定性的看法。
如果绳子和小孔也完全没有一点摩擦,那么球最终会做一个类似椭圆运动,就是先远离小孔,但远离之后又会由于速度减小太多,又会被砝码拉下来一点,就像地球的轨道,具体的定量的算法很困难,因为砝码的拉力也不是恒定的……但这中间有一个叫角动量守恒的定律,就像开普勒第二定律,说天体运动的面积速度是一个定值,其实就是垂直半径方向的速度乘以半径再乘以质量是一个定值。
一个球在一个光滑的平面上,中间有个孔,一条穿过小孔连着小球和砝码,小球做匀速圆周运动,现在减少砝码。因为只是减小了砝码重量,由于向心力不够,球会做离心运动,就意味着要将剩下的砝码拉上去,会增加砝码的重力势能和动能,由能量守恒知这部分能量来自球,球只能从动能中转化而来,就会减速。
实际上就是看绳子对球作的是正功还是负功就行了:半径在增大,而拉力是指向圆心的,就是说绳子对球作负功,球动能减小。
线速度一开始会减小,就是做离心运动,绳子要对球作负功,减小了球的动能,这是定性的看法。
如果绳子和小孔也完全没有一点摩擦,那么球最终会做一个类似椭圆运动,就是先远离小孔,但远离之后又会由于速度减小太多,又会被砝码拉下来一点,就像地球的轨道,具体的定量的算法很困难,因为砝码的拉力也不是恒定的……但这中间有一个叫角动量守恒的定律,就像开普勒第二定律,说天体运动的面积速度是一个定值,其实就是垂直半径方向的速度乘以半径再乘以质量是一个定值。
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